单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 8 章 气体吸收,*,第6讲：,8.5.5 吸收塔的操作型问题,吸收塔的操作型计算,8.5.6 吸收操作的调节,综合例题第 8 章 气体吸收,（14学时）,12/13/2024,1,第 8 章 气体吸收,第6讲：第 8 章 气体吸收（14学时）9/23/20,另一类：已知 H、G、L、y,1、,y,2、,x,1、,x,2、,y=f(x),求K,y,a(K,x,a),8.5.5 吸收塔的操作型计算,1.操作型计算的命题,（1）第一类命题,（求操作结果）,（2）第二类命题,（求操作条件）,12/13/2024,2,第 8 章 气体吸收,另一类：已知 H、G、L、y1、y2、x1、,2.计算方法,全塔物料衡算式G（y,1,-y,2,)=L(x,1,-x,2,),相平衡方程式y,e,=f(x),吸收过程基本方程式,当平衡线在操作范围内可视为直线时，第一类命题可将基本方程线性化第二类命题须试差求解12/13/2024,3,第 8 章 气体吸收,2.计算方法当平衡线在操作范围内可视为直线时，第一类命题可将,8.5.6 吸收操作的调节,调节的目的：增大吸收率,调节的方法：改变吸收剂的入口条件，包括：流量L、浓度x,2,、温度t 三方面。
1）流量L的调节,12/13/2024,4,第 8 章 气体吸收,8.5.6 吸收操作的调节调节的目的：增大吸收率调节的方法：,流量L的调节作用是有限的12/13/2024,5,第 8 章 气体吸收,流量L的调节作用是有限的9/23/20235第 8 章 气,分析最大吸收率的问题,12/13/2024,6,第 8 章 气体吸收,分析最大吸收率的问题9/23/20236第 8 章 气体吸收,（2）x,2,的调节,x,2,的调节主要受解吸过程的限制3）温度t的调节,温度t受到冷却器换热能力的限制和冷却剂用量的限制12/13/2024,7,第 8 章 气体吸收,（2）x2的调节x2的调节主要受解吸过程的限制3）温度t,例 1：气体处理量的变化对吸收操作的影响,某吸收塔在101.3kPa,293K,下用清水逆流吸收丙酮-空气混合物中的丙酮，当操作液气比为2.1时，丙酮回收率可达95%已知物系在低含量下的平衡关系为y=1.18x,操作范围内总传质系数K,y,a近似与气体流率的0.8次方成正比今气体流率增加20%，而液量及气液进口浓度不变，试求：,1、丙酮的回收率有何变化？2、单位时间内被吸收的丙酮量增加多少？3、吸收塔的平均推动力有何变化？,解：,原工况下：,利用填料层高度不变这一特点。
12/13/2024,8,第 8 章 气体吸收,例 1：气体处理量的变化对吸收操作的影响 某吸收塔在10,新工况：,12/13/2024,9,第 8 章 气体吸收,新工况：9/23/20239第 8 章 气体吸收,解之：得,结论：气相传质控制时，适当增加气体的流量（增加设备的生产能力），尽管吸收率有所减小，但是吸收的绝对量增加（由于传质速率增加所致），有着实际意义12/13/2024,10,第 8 章 气体吸收,解之：得结论：气相传质控制时，适当增加气体的流量（增加设,例2：在高度为6m的填料塔内用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分在操作条件下相平衡常数为0.5，L/G=0.8，回收率为90%现改换另一种填料，装填高度仍为6m在相同操作条件下，经测定回收率提高到95%试计算新填料的体积传质系数K,y,a是原填料体积传质系数的多少倍？,解：,12/13/2024,11,第 8 章 气体吸收,例2：在高度为6m的填料塔内用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组,例3：某填料吸收塔用含溶质x,2,=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用的液气比为3，入塔气体中可溶组分的摩尔分率y,1,=0.01，回收率为90%。
已知操作条件下物系的相平衡关系为y=2x 现因解吸操作不良，使吸收剂入塔的浓度x,2,升到了0.00035 ,试求：（1）回收率变为多少？（2）塔底流出液的浓度x,1,变为多少？,解：,填料不变，气相流率、液相流率不变，H,OG,不变，所以N,OG,不变，即,12/13/2024,12,第 8 章 气体吸收,例3：某填料吸收塔用含溶质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混,物料衡算,12/13/2024,13,第 8 章 气体吸收,物料衡算9/23/202313第 8 章 气体吸收,在填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作在操作条件下平衡关系符合亨利定律若入塔气体中溶质的浓度增加，保持其他操作条件不变，则出口气体中溶质的浓度和吸收率的变化为_思考题,12/13/2024,14,第 8 章 气体吸收,在填料吸收塔中，用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆,例4：在15,o,C、101.3kPa下用,大量的硫酸,逆流吸收空气中的水汽入塔空气中含水汽的摩尔分数为0.0145，硫酸进、出塔的浓度（摩尔%）均为80%，这种浓度的硫酸溶液液面上所产生的平衡水汽的摩尔分数为y,e,=1.0510,-4,。
已知该塔的容积传质系数K,y,a与气相流量的0.8次方成正比空气通过该塔被干燥至含水汽摩尔分数0.000322 现将空气的流量增加一倍，则出塔空气中的水汽含量变为多少？,解：,原工况,求出,12/13/2024,15,第 8 章 气体吸收,例4：在15oC、101.3kPa下用大量的硫酸逆流吸收空,新工况,实际吸收水汽量的变化,结论：气相传质控制时，适当增加气体的流量（增加设备的生产能力），尽管吸收率有所减小，但是吸收的绝对量增加（由于传质速率增加所致），有着实际意义12/13/2024,16,第 8 章 气体吸收,新工况实际吸收水汽量的变化结论：气相传质控制时，适当增加气体,例：某厂有一填料塔，直径880mm，填料层高6m,所用填料为50mm的瓷拉西环，乱堆每小时处理2000m,3,的混合气（体积按25,o,C、101.33kPa计），其中含丙酮（摩尔分数，下同）为5%用清水作溶剂塔顶送出的废气含丙酮降为0.263%,自塔底流出的溶液经分析，操作条件下的相平衡关系为 根据上述测试数据计算：,（1）该填料的容积传质系数 ；（2）塔内每小时丙酮的回收量；（3）若把填料再增加3m，可以多回收多少丙酮？,解题思路：,一定注意G的单位,12/13/2024,17,第 8 章 气体吸收,例：某厂有一填料塔，直径880mm，填料层高6m,所用填,例5：在填料层高为 6m 的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。
混合气流速为200kmol/(m,2,h),其初始苯体积含量为2%，入口洗油中不含苯，流量为40kmol/(m,2,h)操作条件下相平衡关系为y=0.13x，体积传质系数 K,y,a,近似与液量无关，值为 0.05 kmol/(m,3.,s)若希望苯的吸收率不低于95%，问：（1）能否满足要求？（2）若保证回收率达到95%，所需洗油量为多少？（3）若因故洗油中苯的初始含量变为 2.5%（摩尔%），仍保证回收率达到95%，则所需洗油量变为多少？,（2）（3）为第二类操作型问题,解,：（1）,12/13/2024,18,第 8 章 气体吸收,例5：在填料层高为 6m 的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽,（2）增加L,不变,在塔内 H=6m,达到 95%回收率所需的传质单元数,试差迭代解得：,（3）,则S减小,由S计算出L（L将增加）12/13/2024,19,第 8 章 气体吸收,（2）增加L不变在塔内 H=6m,达到 95%回收率所需,例6：一填料塔，内装二段填料，每段的高度均为 5.5m ,处理二股溶质浓度不同的混合气体，其摩尔流率皆为 0.02kmol/(m,2,.s)，初始浓度分别为5%和 1%(v%)，吸收剂不含溶质，其摩尔流速为 0.04kmol/(m,2,.S)。
已知操作条件下相平衡关系为 y=0.8x，吸收过程的 K,y,a=0.32G,0.7,kmol/(m,3,.s)，（G 的单位为 kmol/(m,2,.s)）若要求出塔气体浓度小于0.1%,问：（1）较稀的气体由塔中部（二段填料中间）进入，能否满足要求？（2）若二股气体事先混合后，再由塔底进入塔内，则结果又如何？,思路：计算达到分离要求所需要的 H 与 塔中实际的 H 作比较12/13/2024,20,第 8 章 气体吸收,例6：一填料塔，内装二段填料，每段的高度均为 5.5m ,解：,先设能够满足分离要求，气体出口浓度 y,a,=0.001自塔2段计算起，仍根据填料层高度是否够用为判断依据塔2段,先求解y,c,12/13/2024,21,第 8 章 气体吸收,解：先设能够满足分离要求，气体出口浓度 ya=0.001塔2段,12/13/2024,22,第 8 章 气体吸收,塔2段9/23/202322第 8 章 气体吸收,塔顶出口浓度可以达到,（2）若二股气体事先混合好由塔底进入,塔1段,12/13/2024,23,第 8 章 气体吸收,塔顶出口浓度可以达到（2）若二股气体事先混合好由塔底进入塔1,即，塔顶气体出口浓度,结论：组成不同的物料之间的混合对吸收是不利的。
在实际生产中，采取塔中间某处进料时，应使得进料处的塔内气体组成等于此股气体的组成这样分离效果最好，或达到预定分离要求，所需的填料层高度最小12/13/2024,24,第 8 章 气体吸收,即，塔顶气体出口浓度结论：组成不同的物料之间的混合对吸收是不,例1：一填料吸收塔吸收某低浓度混合气体中可溶组分，现因故,x,2,升高了，保持其他操作条件不变，则,y,2,x,1,将如何变化？,采用近似分析法：,例2：在一填料塔中用清水吸收空气-氨混合气中的低浓度氨，若L加大，其余操作条件不变，则,y,2,x,1,将如何变化？,采用近似分析法：,定性分析题,12/13/2024,25,第 8 章 气体吸收,例1：一填料吸收塔吸收某低浓度混合气体中可溶组分，现因,例3：在一填料塔中处理低浓度气体混合物，若G加大，其余操作条件不变，则,y,2,x,1,将如何变化？,采用近似分析法：,12/13/2024,26,第 8 章 气体吸收,例3：在一填料塔中处理低浓度气体混合物，若G加大，其余操作条,例4：在一填料塔中处理低浓度气体混合物，若G加大，但要求吸收率不下降，有人说只要按比例增大L（即保持L/G不变）就能达到目的，这是否可行？,解：,12/13/2024,27,第 8 章 气体吸收,例4：在一填料塔中处理低浓度气体混合物，若G加大，但要求吸收,例5：解吸填料塔操作中，如液体进口浓度 x,1,增加，而其余操作条件不变，假设气液均在低浓区，试分析 气液出口组成 y,1,x,2,的变化情况。
解吸塔,采用近似分析法：,再分析 x,2,12/13/2024,28,第 8 章 气体吸收,例5：解吸填料塔操作中，如液体进口浓度 x1 增加，而其,例6：,吸收塔,解吸塔,采用近似分析法：,12/13/2024,29,第 8 章 气体吸收,例6：吸收塔解吸塔采用近似分析法：9/23/202329第,解吸：,吸收：,注意：,12/13/2024,30,第 8 章 气体吸收,解吸：吸收：注意：9/23/202330第 8 章 气体吸收,。
